Заражение насекомыми, убивающими деревья болиголова в лесах Новой Англии, оказывает значительное влияние на водные ресурсы лесных экосистем, которые обеспечивают необходимое водоснабжение одного из самых густонаселенных регионов страны, согласно исследованию географов Университета Индианы. и коллеги из трех университетов Массачусетса.
Исследование впервые показало увеличение водоотдачи (количества воды, достигающей ручьев и рек) в результате повреждения лесов насекомыми-вредителями, называемыми болиголовом шерстистым адельгидом. Поврежденные насекомыми деревья потребляют меньше осадков и позволяют большему количеству воды достигать земли и стекать в водоемы. С меньшим количеством листвы деревья возвращают меньше влаги в атмосферу посредством транспирации и испарения.
«Мы наблюдали 15-процентное увеличение годового стока воды», - сказал Тэхи Хван, доцент кафедры географии Блумингтонского колледжа искусств и наук IU. «Но есть много проблем, связанных с этой темой. Качество воды может пострадать, поскольку осадки быстрее стекают с лесных массивов и несут более высокие концентрации питательных веществ. Долгосрочная картина может измениться, поскольку болиголовы заменяются широколиственными деревьями, по-разному влияют на водные ресурсы».
Хван и Джихён Ким, научный сотрудник факультета географии, являются первыми двумя авторами исследования. Исследование проводилось в Гарвардском лесу Гарвардского университета в Питершеме, штат Массачусетс, примерно в 75 милях к западу от Бостона. Место действия добавляет значимости выводам.
«Ресурсы поверхностных вод очень важны на востоке США, а леса - важные источники чистой воды», - сказал Хван. «Участок исследования для этого исследования находится в районе истоков основного водохранилища в районе Большого Бостона».
Восточный болиголов - это большое красивое вечнозеленое растение, произрастающее от Канады до Джорджии, часто растущее в прохладных регионах на склонах и вблизи ручьев и рек. Во многих областях они являются основными видами, играющими ключевую роль в структурировании экологического сообщества.
Но леса болиголова на востоке США были опустошены болиголовом шерстистым адельгидом, крошечным насекомым, которое питается ветками болиголова у основания листвы. Адельгид, инвазивный вид из Японии, в значительной степени уничтожил леса болиголова в Южных Аппалачах.
Вредители достигли Новой Англии к середине 1980-х годов и два десятилетия спустя заполонили леса Массачусетса, где проводилось исследование. Распространение заражения на север было замедлено холодными зимними температурами, которые убивают многих адельгидов, но распространение, вероятно, ускорится в результате изменения климата, сказал Хван..
В ходе исследования исследователи использовали различные меры, чтобы понять влияние болиголова шерстистого адельгида на урожайность пресной воды. Они наметили течение воды в ручьях и наблюдали за изменениями в состоянии деревьев болиголова. Они также измерили движение воды в атмосферу посредством испарения и транспирации из области полога, где преобладает болиголов, а затем смоделировали чистый эффект заражения адельгидами, используя различные методы..
Они обнаружили, что испарение и транспирация уменьшились на 24-37 процентов за 10-летний период. Сравнив водораздел с большим количеством деревьев болиголова с аналогичным водоразделом поблизости с меньшим количеством болиголовов, они обнаружили увеличение годового стока воды на 15,6% примерно за тот же период..
Хван сказал, что необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, является ли увеличение речного стока долгосрочной особенностью или оно изменится на противоположное, когда болиголов отмирает и заменяется широколиственными деревьями. По его словам, необходимы дополнительные исследования, чтобы оценить влияние потери деревьев болиголова на качество воды.